AQWA水动力建模ANSYS练习

半潜平台

水动力面元网格建模练习

一、几何参数

二、建模流程

1.定义单元

定义壳体SHELL63单元

在命令窗口中输入：Et,1,shell63

2.建立几何模型

定义好原点、坐标系；基面位置为Z=0米

方法1，点-线-面建模方式

在在命令窗口中输入如下命令：（或者Create->Keypoints->In Active CS,输入各点坐标和编号）

K,1,0,21,10

K,2,0,39,10

K,3,38,0,10

K,4,38,39,10

K,5,38,21,10

K,6,55,0,10

K,7,55,39,10

K,8,55,21,10

!由点生成面：在在命令窗口中输入如下语句：（或者Create->Areas->Through KPs,选择对应各点即可）

A,1,2,4,5

A,5,4,7,8

A,3,5,8,6

生成面如下所示：

选择想要的面，在下框中填入沿z轴复制的距离

同样的办法处理其他要复制的面

最后得到1/4模型如下图所示：

此处要注意水动力只计算外部湿表面单元，将平台内部面删除掉，只留下外壳。

得到1/4模型之后通过对称得到全部的模型，操作为

Modeling->Reflect->Areas->Pick all（选择所有面）分别沿y-z和x-z面对称。

得到整个模型后将模型在水线面处切开。操作为Modeling->Operate->Booleans->Divide->Area by Wrkplane（首先将工作面移至水线面相同位置）。

3.网格划分

设定单元尺寸为2m，画网格。命令为（或在meshtool里进行设置）：esize,2

MSHAPE,0,2D

MSHKEY,1

AMESH,ALL

我们会发现有些单元颜色为绿色（面的方向正确），有些为紫色；说明其有的法向朝内，要将法向方向调整过来。

调整面的法向的操作为Modeling->Move/Modify->Reference Normals->Areas选择紫色的面。

Main Menu>Preprocessor>Numbering Ctrls>Merge Items

4.模型输出

选择所有，

模型文件另存为AQWA.db

在命令行里输入ANSTOAQWA，再输入响应的参数即可将模型输出为AQWA输入文件，

5.修改生成的aqwa输入文件

OPTIONS REST GOON LDOP END

RESTART 1 3

将文件另存为 alhatch.dat

运行AQWA-LINE程序，得到波浪力数据

129-24 摆式波能转换装置的水动力分析模型

摆式波能转换装置的水动力分析模型* 滕斌，陈文 （大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连 116024） 摘要：基于势流理论分别建立了波浪与摆式波能转换装置作用的频域和时域分析模型，用于求解摆板运动过程、摆板表面压力、活塞作用力和俘获的能量。对于线性活塞模型和小振幅运动假设，开展了时域模型和频域模型的对比计算，验证了模型的一致性和正确性。应用频域模型，开展了活塞阻尼和波浪频率对俘获能量影响的系统研究，给出了转换装置的最佳阻尼和频率范围。对于非线性活塞模型，采用时域模型做了计算分析，给出了摆板运动响应、活塞作用力和俘获能量的时间历程及与波高的关系。 关键词：波能转换装置；摆式；水动力分析；数值模型 1 引言 随着世界能源日趋紧张，海洋能的利用[1]逐渐受到各国重视，波能作为一种绿色、可再生的新能源具有非常广阔的发展空间。目前，许多波能转换装置[2]-[4]相继开发出来，效率较高的装置类型主要有鸭式、振荡水柱式、振荡浮子式、摆式等。其中，摆式波能转换装置具有频率响应范围宽、可靠性好、常海况条件转换效率高、建造成本相对较低等许多优点。芬兰AW-Energy公司开发的WaveRoller式装置[5][6]和英国AquamarinePower公司与女王大学共同研发的Oyster式装置[7]-[9]为常见的两种摆式波能转换装置形式，如图1、图2所示。这类摆式装置主要由摆板、转轴、传动系统部分组成，利用垂直于摆板方向的波浪作用，摆板绕摆轴前后摆动带动传动系统的活塞杆运动，进而将摆板俘获的波能转换为传动系统的机械能，最终通过其它装置将机械能转换为电能。 图1 WaveRoller式图2 Oyster式 对于线性和非线性的传动系统，本文分别建立了波浪与摆式波能转换装置相互作用的频域和时域分析模型，可用于分析摆式波能转换装置的摆板转动幅度、摆板表面的压力、活塞的作用力和俘获的波浪能量。 2 计算方法 2..1 水动力分析的频域势流方法 定义一右手坐标系Oxyz来研究波浪对三维结构物的作用问题，如图3所示，原点在平均静水面上，Z 轴垂直向上为正，X轴为波浪入射方向。物体表面定义为S B，自由水面S F，水平海底S D。 图3 坐标系和计算域定义图 假定流体不可压缩，无粘，运动无旋。速度势满足拉普拉斯方程 20 ?Φ=（1）*作者简介：滕斌（19-），男，教授。Email: bteng@https://www.wendangku.net/doc/2b11396974.html,

大型深海结构水动力学理论与流固耦合分析方法

附件14 “大型深海结构水动力学理论与流固耦合分析方法” 重大项目指南 中国已经是世界上最大的能源消费国，油气消耗量和进口量均在持续增长。与此同时，我国现存的陆上和浅海区域的油气资源正在逐渐枯竭。积极稳妥推进深远海油气资源的开发和利用，将是缓解国家当前严峻的能源安全形势的必然战略选择。然而，与以往的近浅海工程作业相比，深海油气资源的开发不仅面临更加恶劣的海洋环境条件，而且大型新式深海工程结构装备的使用以及作业方式也有很大改变，这些都对现行的海洋工程分析理论和设计方法提出了新的挑战。世界范围内，各类深海工程事故频发，归根结底都是对大型深远海工程装备的水动力学特性和流固耦合作用机理以及相关基础问题缺乏科学的认识和理解，因此迫切需要开展相关科学问题的基础研究，为提高分析预报和工程设计水平、确保深海作业安全提供坚实的科学和技术支撑。 一、科学目标 以大型深海结构系统与工程环境的相互作用为核心，针对深海极端动力环境、非线性极端波浪与大型浮体结构的耦合作用、水下超细长柔性结构的动力响应开展系统化研究，发展大幅非线性不规则波浪理论、波浪对特殊形式结构作用的分析理论、非线性波浪与大型浮式结构作用的分析理论、超大长细比柔性结构动力响应分析方法和结构/系缆/立管耦合运动的分析方法，揭示极端深海工程环境与大型浮体结构系统的耦合作用机理，阐明相互作用规律，在深海工程的水动力

学基础理论、流固耦合分析方法和工程设计理论上取得突破，为中国南海深水油气开发提供理论指导、技术支撑和参考依据。 二、研究内容 （一）深海大幅表面波和内波流场分析理论。 针对深海大幅表面波和内波强非线性的特点，建立大幅非线性表面波和内孤立波流场高效层析模拟分析方法，研究大幅随机表面波波高、波峰及其最大流速的统计分布特性，结合内波观测数据开展大幅内波流场及其分布特征研究。 （二）非线性波浪对大幅漂移结构作用的分析方法。 研究波浪对浮体的非线性作用，建立非线性波浪、内波对大幅慢漂浮体作用的分析方法，研究浮体运动引起的频移效应和阻尼效应。 （三）复杂形状结构的波浪近场干涉作用机理和分析方法。 研究多柱、多体及月池结构的波浪近场干涉作用机理，极端非线性波浪的形成机理，共振条件下的水动力特性及对结构物的作用，复杂流动下阻尼的形成机理和作用机制，建立可靠的数值分析方法和试验模拟方法。 （四）超细长柔性结构流固耦合响应分析理论。 研究高雷诺数流动下振荡圆柱体的载荷与响应特性、大长细比柔性结构在洋流作用下的响应特性，建立高雷诺数下超细长柔性结构的流固耦合响应分析方法。 （五）深海浮体/系缆/立管运动的整体耦合动力分析方法。 研究综合考虑多因素（环境荷载、大尺度、柔性、超长细比）影响的深海结构整体耦合分析模型，涵盖从局部流场到宏观尺度的强非线性数值模拟方法，研究大型深海结构物的设计理论、方法及应用。 三、资助期限5年（2015年1月至2019年12月） 四、资助经费1500万元

基于水动力模型海绵城市建设分析案例

基于AWater Plan2.0海绵城市规划设计案例分析 2017.07.14赖泽辉 联系QQ及邮箱（356290189/356290189@https://www.wendangku.net/doc/2b11396974.html,） 示范区背景 示范区为广州东濠涌以西某排水子系统，排水体制为合流制。排水系统收集的雨污水通过下游干管排放至猎德污水处理厂进行处理。系统沿东濠涌有截留管道，暴雨条件下，如果下游干管不能满足排放需要，则系统中雨污水通过截留管道直接排放到东濠涌。 示范区位于广州老城区房屋、道路等硬化下垫面所占比例大，排水标准偏低，暴雨情况下，易出现内涝风险和溢流污染风险。

目的 针对示范区下垫面建设情况，现利用海绵设施对其进行改造，以提高排水系统对雨水调蓄能力，减少内涝和溢流污染风险，减少下游污水处理负荷。使示范区排水标准在内涝、排水系统负载、溢流等指标方面达到5年一遇标准。 工具 利用海绵城市规划与设计辅助软件（AWater Plan2.0）。

静态模型构建 收集整理示范区排水设施、河流、下垫面、地形等数据，利用AWater Plan2.0模型建设功能，考虑排水管道拓扑、汇水区划分、系统网络结构、模型概化等内容，构建示范区水动力静态模型，模型参数采用常用的经验参数。

降雨数据制作 根据地方暴雨强度公式，生成1年一遇、2年一遇、5年一遇、10年一遇降雨数据，降雨历时为2小时。 示范区排水能力现状分析 利用设计降雨对示范区排水系统进行现状评估。现状评估情景包

括1年一遇降雨情景、2年一遇降雨情景、5年一遇降雨情景、10年一遇情景。评估结果如下： 地表径流量 累积径流量

瞬时径流量

水动力学基础

第三章 水动力学基础 3-1 某管道如图示，已知过水断面上流速分布为??? ? ???????? ??-=2 01r r u u m a x ，m a x u 为管轴 线处的最大流速，0r 为圆管半径，u 是距管轴线r 点处的流速。试求断面平均流速V 。 3-2 有一倾斜放置的渐粗管如图示，A －A 与B －B 两个过水断面形心点的高差为1.0m 。A －A 断面管径mm d A 150=， 形心点压强2568m KN p A .=。B －B 断面管径mm d B 300=,形心点压强258m KN p B =，断面平均流速s m V B 51.=，试求：⑴ 管中 水流的方向；⑵两断面之间的能量损失；⑶ 通过管道的流量。 题3-1图 题3-2图 3-3 图示为一管路突然缩小的流段。由测压管测得1－1断面压强水头 m p 011 .=γ ,已 知1－1、2－2过水断面面积分别为21030m A .=，22010m A .=，形心点位置高度m Z 521.=, m Z 022.=，管中通过流量Q=20 L/s ，两断面间水头损失g V h w 23 02 2 .=。试 求2－2断面的压强水头及测压管水头，并标注在图上。 3-4 图示一矩形断面平底渠道。宽度B=2.7m ，河床在某处抬高m Z 30.=?，若抬高前的水深H=2.0m ，抬高后水面跌落m Z 20.=?，不计水头损失，求渠道中通过的流量Q 。 3-5 水轮机的锥形尾水管如图示。已知A －A 断面的直径mm d A 600=，断面平均流速s m V A 5=。出口B －B 断面的直径mm d B 900=，由A 到B 的水头损失g V h A w 2202 .=。 试 求当m Z 5=时，A －A 断面的直空度。

ansys10.0建模过程实例

轴承座 轴瓦 轴 四个安装孔径 轴承座底部约 沉孔上的推力 向下作用力 ANSYS 基础培训练习题 第一日 练习主题：实体建模 EX1：轴承座的实体建模、网格划分、加载、求解及后处理 练习目的：创建实体的方法，工作平面的平移及旋转，布尔运算（相减、粘接、搭接，模型体素的合并，基本网格划分。基本加 载、求解及后 处 理。 问题描述： 具体步骤： 轴承系统 (分解图) 载荷

首先进入前处理(/PREP7) 1. 创建基座模型 生成长方体 Main Menu：Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>By Dimensions 输入x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3 平移并旋转工作平面 Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments X,Y,Z Offsets 输入2.25,1.25,.75 点击Apply XY，YZ，ZX Angles输入0，－90点击OK。 创建圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Modeling>Creat>Cylinder> Solid Cylinder075 Radius输入0.75/2, Depth输入－1.5,点击OK。 拷贝生成另一个圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Modeling>Copy>Volume拾取圆柱体,点击Apply, DZ输入1.5然后点击OK

从长方体中减去两个圆柱体 Main Menu：Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Volumes首先拾取被减的长方体，点击Apply,然后拾取减去的两个圆柱体，点击OK。 使工作平面与总体笛卡尔坐标系一致 Utility Menu>WorkPlane>Align WP with> Global Cartesian 2. 创建支撑部分Utility Menu: WorkPlane -> Display Working Plane (toggle on) Main Menu: Preprocessor -> -Modeling-Create -> -Volumes-Block -> By 2 corners & Z 在创建实体块的参数表中输入下列数值: WP X = 0 WP Y = 1 Width = 1.5 Height = 1.75 Depth = 0.75 OK Toolbar: SAVE_DB 3. 偏移工作平面到轴瓦支架的前表面 Utility Menu: WorkPlane -> Offset WP to -> Keypoints + 1. 在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点 2. OK Toolbar: SAVE_DB

FLUENT进行流体动力学分析时,分析边界条件的种类及应用要点

FLUENT进行流体动力学分析时，分析边界条件的种类及应用要点。答：FLUENT 软件提供了十余种类型的进、出口边界条件，分别如下： (1) 速度入口(velocity-inlet)：给出入口边界上的速度。 给定入口边界上的速度及其他相关标量值。该边界条件适用于不可压速流动问题，对可压缩问题不适合，否则该入口边界条件会使入口处的总温或总压有一定的波动。 (2) 压力入口(pressure-inlet)：给出入口边界上的总压。 压力入口边界条件通常用于流体在入口处的压力为已知的情形，对计算可压和不可压问题都适合。压力进口边界条件通常用于进口流量或流动速度为未知的流动。压力入口条件还可以用于处理自由边界问题。 (3) 质量入口(mess-flow-inlet)：给出入口边界上的质量流量。 质量入口边界条件主要用于可压缩流动；对于不可压缩流动，由于密度是常数，可以用速度入口条件。质量入口条件包括两种：质量流量和质量通量。质量流量是单位时间内通过进口总面积的质量。质量通量是单位时间单位面积内通过的质量。如果是二维轴对称问题，质量流量是单位时间内通过2π弧度的质量，而质量通量是通过单位时间内通过1 弧度的质量。 (4) 压力出口(pressure-outlet)：给定流动出口边界上的静压。 对于有回流的出口，该边界条件比outflow 边界条件更容易收敛。给定出口边界 上的静压强（表压强）。该边界条件只能用于模拟亚音速流动。如果当地速度已经超过音速，该压力在计算过程中就不采用了。压力根据内部流动计算结果给定。其他量都是根据内部流动外推出边界条件。该边界条件可以处理出口有回流问题，合理的给定出口回流条件，有利于解决有回流出口问题的收敛困难问题。(5) 无穷远压力边界 (pressure-far-field)：该边界条件用于可压缩流动。 如果知道来流的静压和马赫数，FLUENT 提供了无穷远压力边界条件来模拟该类问题。该边界条件适用于用理想气体定律计算密度的问题。为了满足无穷远压力边界条件，需要把边界放到我们关心区域足够远的地方。

船舶与海洋结构物水动力分析作业

1、关于附加质量 1786年P.L.G.杜布阿特在他的《水力学原理》一书中详细叙述了他在水中进行震荡圆球的阻力实验时，首先发现圆球的非定常阻力与它所挟带的流体质量有关。即圆球具有附加质量后应较它的真实质量为大。1828年F.W.贝赛尔进行摆的长度实验时，也观察到类似的现象，他还将物体所增加的惯性（即附加质量）用于物体同体积的流体质量的n倍来表示，并用球摆分别在空气与水中进行试验，所获得的n值为0.9与0.6。

式中，0X 为结构在某个方向上的振动幅值，f 为结构振动频率，ν/2fD 为类雷诺数。当不考虑流体的压缩性及粘性时，可利用势流理论来分析结构的附加质量，此时附加质量仅与结构的形状有关，即 ()g F M A 0pf ,ρ= （3） 实验研究与理论分析均表明，当流体和结构的马赫数、振动幅值相对于结构尺寸都很小，并且类雷诺数很大时，式（3）具有很好的精确性。即对式（1）要求有 1c U 00<<，12U '0νD （4） 对式（2）要求有 120 0<νπfD （5） 式中，0c 为声速。 这里需要指出的是附加质量的影响会随着结构振动频率的提高而降低。此外，结构的附加质量和流体的边界条件密切相关，本文所讨论的流体的边界都在无穷远处。 然而，研究直水道中物体水动力系数规律问题时，流体边界不可以看做无穷远。上述方法也就不适用。 2、 关于切片法 切片理论以其建模简单、计算效率高、精度满足工程需求等优点受到船舶设计师的青睐。 切片法的基本思想是将椭球体沿长度方向划分为一系列片体，把

ANSYS建模实例

第一部分自由网格划分 （1）确定单元类型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete”菜单命令。 执行上命令后，打开如下左图所示对话框。在左图中单击(Add)按钮，打开右图对话框，然后再左侧的窗口中选取“Solid”单元，右侧窗口中选取“10node 92”单元。 （2）建立几何模型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Create→Volumes→Block→By Dimensions”菜单命令，在弹出的对话框中输入“X1=0,X2=4,Y1=0,Y2=4,Z1=0,Z2=4”，得到立方体。 执行“Main Menu→Preprocessor→Create→Volumes→Cylinder→Solid Cylinder” 菜单命令，在弹出的对话框中输入“X=2,Y=2,Radius=0.5，Depth=6”，得到圆柱体。如下图：

（3）布尔加运算 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans-Add→Volumes”菜单命令。执行命令后，将打开如图的对话框中单击（Pick All）按钮，将所有面积组合在一起。如上图。 （4）自由网格划分 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh Tool”菜单命令，在弹出 的对话框中选择“Global→set”，接着在对话框中输入“SIZE=0,NDIV=10”，如图： 得到自由网格划分结果如下图：

第二部分映射网格划分 （1）确定单元类型 GUI:执行“Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete”菜单命令。 执行上命令后，打开如下左图所示对话框。在左图中单击(Add)按钮，打开右图对话框，然后再左侧的窗口中选取“Magnetic-Edge”单元，右侧窗口中选取“3D Brick 117”单元。

基于水动力模型的农田水利沟渠特性分析

基于水动力模型的农田水利沟渠特性分析 为了促进农田水利沟渠能够得到畅通的排放，利用水动力模型分析了排放沟渠形态改造前后的流场变化，并通过调查探索整修先后农田水利沟渠内水流速度的快慢，证实了水动力模型在暢通农田水利沟渠中的有效作用。 标签：水动力模型；农田水利沟渠；分析 1 背景简介 在我国某市的风景区中有两个重要的雨污合流排放口，这两个排放口的水流都是依靠沟渠排入某湖的。据相关数据表明，该沟渠大致有320m长，最宽处可达到45m。沟渠呈现出蜿蜒曲折的状态，中间有一小岛。如此的形态布局，经常导致水流通道被堵塞，水流无法正常通行，渠道内部沉积的厚重的淤土泥沙长年没有得到良好的清理，其数量与日剧增。因此，淤泥成为了雨污水中最主要的沉积物，也是湖水最主要的污染源之一。合流制雨污水中存在很大比例的小型颗粒物质。为此，为尽量减少这些固体物质对湖水水体的污染，也为了减少湖底厚重的淤泥淤积，急需动用切实可行的工程措施来对沟渠中的沉淀地进行改造、修整，以期降低颗粒类污染源对湖水的污染。为了使固体颗粒物能够顺利的在沉淀地内下沉，对该流域内的水体流速具有较高的要求。只有流速达到了一定要求，就能在较短时间内使颗粒物沉积下来，为彻底清理区域内的淤泥提供便利。 水动力模型是一种用于描述不同水体、水文特性及流场空间布局规律的数理模型。在探究湖水污染物具体布局的过程中，首先要研究不同类型水体、水文的特殊性质，掌握水体中流场的空间布局特色，为正确把握湖水污染物的具体分布特征打下基础。所以，在分析农田水利沟渠特性时，我们先要利用水动力数学模型对该区域水体特性与流场分布作一定的研究调查。 3 分析水动力学模型RAm2的建立过程 3.1 导入所需要的数据 在RAm2中，除了可以输入文本型数据外，还能输入图形文件，如CIS、CAD、TIFF、JPEG······具体而言，在实际操作中，可以将DWG等各类格式的具体地形利用CAD等图形文件转变为DXF格式的文件，并将这些文件导入到RAm2中，利用软件对其进行散点化处理，为下一步划分网格打下基础。 3.2 合理划分网格 首先，在操作过程中，可以将所要调整的区域利用map模块进行二维有限元网格的划分。接着，将划分完毕的网格切换至mesh模块项下，以便有效的纠正、整改初步划分的有限元网格。在RmA2模型中，其主要边界选用的是四边形网格，而非三角形网格。因此，在进行边界网格划分时，必须采用自动、手动

地下水动力学知识点总结 (1)

基本问题

（2）同一断面(即r固定)，s随t的增大而增大，当t=0时，s=0，符合实际情况。当t→∞时，实际上s不能趋向无穷大。因此，降落漏斗随时间的延长，逐渐扩展。这种永不稳定的规律是符和实际的，恰好反映了抽水时在没有外界补给而完全消耗贮存量时的典型动态。 （3）同一时刻、径向距离r相同的地点，降深相同。 184Theis公式反映的水 头下降速度的变化规 律 （1）抽水初期，近处水头下降速度大，远处下降速度小。当r一定时， s-t曲线存在着拐点。拐点出现的时间（此时u=1）为：。 （2）每个断面的水头下降速度初期由小逐渐增大，当=1时达到最 大；而后下降速度由大变小，最后趋近于等速下降。 （3）抽水时间t足够大时，在抽水井一定范围内，下降基本上是相同 的，与r无关。换言之，经过一定时间抽水后，下降速度变慢，在一 定范围内产生大致等幅的下降。 194Theis公式反映出的 流量和渗流速度变化 规律 （1）通过不同过水断面的流量是不等的，r值越小，即离抽水井越近 的过水断面，流量越大。反映了地下水在流向抽水井的过程中，不断 得到贮存量的补给。 （2）由于沿途含水层的释放作用，使得渗流速度小于稳定状态的渗 流速度。但随着时间的增加，又接近稳定渗流速度。 204 Theis公式反应的影 响半径在无越流补给且侧向无限延伸的承压含水层中抽水时，虽然理论上不可能出现稳定状态，但随着抽水时间的增加，降落漏斗范围不断向外扩展，自含水层四周向水井汇流的面积不断增大，水井附近地下水测压水头的变化渐渐趋于缓慢，在一定的范围内，接近稳定状态（似稳定流），和稳定流的降落曲线形状相同。 但是，这不能说明地下水头降落以达稳定。 214Theis配线法的原理由Theis公式两端取对数，得到 二式右端的第二项在同一次抽水试验中都是常数。因此，在双对数坐标系内，对于定流量抽水和标准曲线在形状上是 相同的，只是纵横坐标平移了距离而已。只要将二曲线重合，任选一匹配点，记下对应的坐标值，代入(4-10)式（4-11）式

ansys工程实例(4经典例子)解析

输气管道受力分析（ANSYS建模） 任务和要求： 按照输气管道的尺寸及载荷情况,要求在ANSYS中建模，完成整个静力学分析过程。求出管壁的静力场分布。要求完成问题分析、求解步骤、程序代码、结果描述和总结五部分。所给的参数如下： 材料参数：弹性模量E=200Gpa; 泊松比0.26；外径R?=0.6m；内径R?=0.4m；壁厚t=0.2m。输气管体内表面的最大冲击载荷P为1Mpa。 四.问题求解 （一）．问题分析 由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的端面效应，认为在其长度方向无应变产生，即可将该问题简化为平面应变问题，选取管道横截面建立几何模型进行求解。 （二）．求解步骤 定义工作文件名 选择Utility Menu→File→Chang Jobname 出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM] Enter new jobname 输入栏中输入工作名LEILIN10074723，并将New log and eror file 设置为YES，单击[OK]按钮关闭对话框 定义单元类型 1)选择Main Meun→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delte命令，出现Element Type 对话框，单击[Add]按钮，出现Library of Element types对话框。 2）在Library of Element types复选框选择Strctural、Solid、 Quad 8node 82,在Element type reference number输入栏中出入1，单击[OK]按钮关闭该对话框。 3. 定义材料性能参数 1）单击Main Meun→Preprocessor→Material Props→Material models出现Define Material Behavion 对话框。选择依次选择Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项，出现Linear Isotropic Material Properties For Material Number 1对话框。 2）在EX输入2e11，在Prxy输入栏中输入0.26，单击OK按钮关闭该对话框。 3）在Define Material Model Behavion 对话框中选择Material→Exit命令关闭该对话框。 4.生成几何模型、划分网格 1）选择Main Meun→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Circle→Partail→Annulus出现Part Annulus Circ Area对话框，在WP X文本框中输入0，在WP Y文本框中输入0，在Rad1文本框中输入0.4，在Theate-1文本框中输入0，在Rad2文本框中输入0.6，在Theate-2文本框中输入90，单击OK按钮关闭该对话框。 2）选择Utility Menu→Plotctrls→Style→Colors→Reverse Video，设置显示颜色。 3）选择Utility Menu→Plot→Areas，显示所有面。 4) 选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Reflect→Areas，出现Reflect Areas拾取菜

ANSYS结构分析教程篇

ANSYS结构分析基础篇 一、总体介绍 进行有限元分析的基本流程： 1.分析前的思考 1)采用哪种分析(静态，模态，动态...） 2)模型是零件还是装配件(零件可以form a part形成装配件，有时为了划分六 面体网格采用零件，但零件间需定义bond接触) 3)单元类型选择(线单元，面单元还是实体单元) 4)是否可以简化模型(如镜像对称，轴对称) 2.预处理 1)建立模型 2)定义材料 3)划分网格 4)施加载荷及边界条件 3.求解 4.后处理 1)查看结果(位移，应力，应变，支反力) 2)根据标准规范评估结构的可靠性 3)优化结构设计 高阶篇： 一、结构的离散化 将结构或弹性体人为地划分成由有限个单元，并通过有限个节点相互连接的离散系统。 这一步要解决以下几个方面的问题: 1、选择一个适当的参考系，既要考虑到工程设计习惯，又要照顾到建立模型的方便。 2、根据结构的特点，选择不同类型的单元。对复合结构可能同时用到多种类型的单元，此时还需要考虑不同类型单元的连接处理等问题。 3、根据计算分析的精度、周期及费用等方面的要求，合理确定单元的尺寸和阶次。 4、根据工程需要，确定分析类型和计算工况。要考虑参数区间及确定最危险工况等问题。 5、根据结构的实际支撑情况及受载状态，确定各工况的边界约束和有效计算载荷。 二、选择位移插值函数 1、位移插值函数的要求 在有限元法中通常选择多项式函数作为单元位移插值函数，并利用节点处的位移连续性条件，将位移插值函数整理成以下形函数矩阵与单元节点位移向量的乘积形式。 位移插值函数需要满足相容（协调）条件，采用多项式形式的位移插值函数，这一条件始终可以满足。

ansys上机练习实例

练习一梁的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。 NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。 梁承受均布载荷：1.0e5 Pa 10m 图1-1梁的计算分析模型 梁截面分别采用以下三种截面（单位：m）： 矩形截面：圆截面：工字形截面： B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2, t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007 1.1进入ANSYS 程序→ANSYSED →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: beam→Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select Beam 2 node 188 →OK (back to Element Types window)→Close (the Element Type window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→OK 1.5定义截面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Sections →Beam →Common Sectns→分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面：矩形截面:ID=1,B=0.1，H=0.15 →Apply →圆截面：ID=2,R=0.1 →Apply →工字形截面：ID=3,w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2，t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007→OK

水质水动力学耦合问题研究报告

天津大学2013~2014学年研究报告 课程名称：水库优化调度 （编号：S205E046） 研究题目：水流与水质耦合模拟 学院名称：建筑工程学院 专业名称：水利水电工程 学号：1013205068 2013205138 姓名：许红师孟庆林 2013 年12 月

目录 1 基本资料概述 (1) 1.1 研究对象 (1) 1.2 研究目标 (1) 1.3 研究要求： (1) 1.4 研究信息和约束 (2) 2 研究思路 (2) 3 技术路线 (3) 4 研究内容 (3) 4.1 模型建立 (3) 4.2 方案制定 (4) 4.3 数值模拟 (4) 4.3.1 初始条件下数值模拟结果 (4) 4.3.2 方案一系列数值模拟结果 (5) 4.3.3 方案二系列数值模拟结果 (9) 4.4 结果分析 (13) 5 总结 (13)

1 基本资料概述 1.1 研究对象 本课题研究对象为一方形湖泊，长：1000.0m、宽：500.0m。湖底为平面，底高程为0.0m，四周岸堤高程均为5.0m。上方中间位置有一排污口。左右两侧中间位置各有一节制闸，最大过闸流量20m3/s，两节制闸均可汇入和汇出流量。平面结构如下图1所示： 500m 1000m 图1 研究对象平面结构示意图 1.2 研究目标 给定湖泊初始的水质条件和水位，计算在确定排污口排入污染过程下，10天时间内的湖泊水质变化过程。判定湖泊水体水质是否满足景观四类水体水质要求、何时不满足和哪些区域不达标。如果不达标，提出合理的补水方案(补水方式、补水时间等)，即如何通过左右两侧节制闸的调控，控制进入和汇出湖泊的水流过程，使得污染物稀释同时水体水质满足景观四类水体水质要求。 1.3 研究要求： （1）采取MIKE21软件模拟，hydrodynamic module+ transport module。模拟所需参数可采取软件推荐值或自行调研信息值。 （2）不考虑风对水流作用；考虑降雨和蒸发。 （3）不考虑污染物的生化反应，不考虑降解。

地下水动力学习知识重点情况总结

基本问题 潜水含水层的贮水能力可表示为Q=HF； 承压含水层的贮水能力可表示为Q=HF； 式中Q——含水层水位变化时H的贮水能力， H——水位变化幅度； F——地下水位受人工回灌影响的范围。 从中可以看出，因为承压含水层的弹性释水系数远远小于潜水含 水层的给水度，因此在相同条件下进行人工回灌时，潜水含水层的 贮水能力远远大于承压含水层的贮水能力。

水跃：抽水井中的水位与井壁外的水位之间存在差值的现象（seepage face）。井损（well loss）是由于抽水井管所造成的水头损失。 ①井损的存在：渗透水流由井壁外通过过滤器或缝隙进入抽水井时要克服阻力，产生一部分水头损失h1。 ②水进入抽水井后，井内水流井水向水泵及水笼头流动过程中要克服一定阻力，产生一部分水头差h2。 ③井壁附近的三维流也产生水头差h3。通常将（h1+h2+h3）统称为水跃值.

趋于等速下降。 113 承压水井的Dupuit 公式的水文地质概念 模型 (1)含水层为均质、各向同性，产状水平、厚度不变（等厚）、，分布面 积很大，可视为无限延伸；或呈圆岛状分布，岛外有定水头补给； (2)抽水前地下水面是水平的，并视为稳定的；含水层中的水流服从 Darcy’s Law，并在水头下降的瞬间将水释放出来，可忽略弱透水层 的弹性释水； （3）完整井，定流量抽水，在距井一定距离上有圆形补给边界，水 位降落漏斗为圆域，半径为影响半径；经过较长时间抽水，地下水运 动出现稳定状态； (4)水流为平面径向流，流线为指向井轴的径向直线，等水头面为以井 为共轴的圆柱面，并和过水断面一致；通过各过水断面的流量处处相 等，并等于抽水井的流量。 123 承压水井的Dupuit 公式的表达式及符号 含义 或 式中，s w—井中水位降深，m； Q—抽水井流量，m3/d； M—含水层厚度，m； K—渗透系数，m/d； r w—井半径，m； R—影响半径（圆岛半径），m。 133Theim公式的表达式 若存在两个观测孔，距离井中心的距离分别为r1，r2，水位分别为H1， H2，在r1到r2区间积分得：

ansys有限元建模与分析实例-详细步骤

《有限元法及其应用》课程作业ANSYS应用分析 学号： 姓名： 专业：建筑与土木工程

角托架的有限元建模与分析 一 、模型介绍 本模型是关于一个角托架的简单加载，线性静态结构分析问题，托架的具体形状和尺寸如图所示。托架左上方的销孔被焊接完全固定，其右下角的销孔受到锥形压力载荷，角托架材料为Q235A 优质钢。角托架材料参数为：弹性模量366E e psi =；泊松比0.27ν= 托架图（厚度：0.5） 二、问题分析 因为角托架在Z 方向尺寸相对于其在X,Y 方向的尺寸来说很小，并且压力荷载仅作用在X,Y 平面上，因此可以认为这个分析为平面应力状态。 三、模型建立 3.1 指定工作文件名和分析标题 （1）选择菜单栏Utility Menu → 命令.系统将弹出Jobname(修改文件名)对话框,输入bracket （2）定义分析标题 GUI ：Utility Menu>Preprocess>Element Type>Add/Edit/Delete 执行命令后，弹出对话框，输入stress in a bracket 作为ANSYS 图形显示时的标题。 3.2设置计算类型 Main Menu: Preferences … →select Structural → OK 3.3定义单元类型 PLANE82 GUI ：Main Menu →Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete 命令，系统将弹出Element Types 对话框。单击Add 按钮，在对话框左边的下拉列表中单击Structural Solid →Quad 8node 82，选择8节点平面单元PLANE82。单击ok ，Element Types 对话框，单击Option ，在Element behavior 后面窗口中选取Plane strs w/thk 后单击ok 完成定义单元类型。 3.4定义单元实常数 GUI ：Main Menu: Preprocessor →Real Constants →Add/Edit/Delete ，弹出定义实常数对话框，单击Add ，弹出要定义实常数单元对话框，选中PLANE82单元后，单击OK →定义单元厚度对话框，在THK 中输入0.5.

几个ansys经典实例(长见识)

平面问题斜支座的处理 如图5-7所示，为一个带斜支座的平面应力结构，其中位置2及3处为固定约束，位置4处为一个45o的斜支座，试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。 (a)平面结构(b)有限元分析模型 图5-7 带斜支座的平面结构 基于ANSYS平台，分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。 (7) 模型加约束 左边施加X,Y方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2，3号节点→OK →Lab2: All DOF(施加X,Y方向的位移约束) →OK 以下提供两种方法处理斜支座问题，使用时选择一种方法。 ?采用约束方程来处理斜支座 ANSYS Main Menu：Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn ：Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK 或者?采用斜支座的局部坐标来施加位移约束 ANSYS Utility Menu：WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2，0，0,THXY：45 →OK ANSYS Main Menu：Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS → 选择4号节点 ANSYS Main Menu：Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK 命令流； !---方法1 begin----以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理 CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1) !---方法1 end --- !--- 方法2 begin --以下三条命令为定义局部坐标系，进行旋转，施加位移约束 !local,11,0,2,0,0,45 !在4号节点建立局部坐标系 !nrotat, 4 !将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同 !D,4,UY !在局部坐标下添加位移约束 !--- 方法2 end

MIKE21水动力学模型应用研究进展

Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2020, 10(4), 510-515 Published Online August 2020 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/2b11396974.html,/journal/aep https://https://www.wendangku.net/doc/2b11396974.html,/10.12677/aep.2020.104061 Research Progress on Application of MIKE21 Hydrodynamic Model Qing Luo, Lihong Liu, Yumeng Wang Department of Earth and Environment, Anhui University of Science & Technology, Huainan Anhui Received: Jul. 15th, 2020; accepted: Aug. 4th, 2020; published: Aug. 11th, 2020 Abstract MIKE21 model is a reliable means and an important basis for studying the movement of surface water flow. The model simulation of planar two-dimensional water flow is of great significance for the actual water condition verification, hydrological change calculation and future trend predic-tion. At present, many experts and scholars have carried out practical application of multi-angle, multi-level and different fields, and have repeatedly verified the accuracy and fit of the MIKE21 model. This paper mainly reviews the application of MIKE21 hydrodynamic model in river flood analysis, flood evolution in flood storage area, analysis of urban waterlogging risk and impact of water conservancy construction. The hydrological changes, general conclusions and application limitations, which are obtained, are discussed by the model under different simulation conditions. On this basis, it elaborates and summarizes, and forecasts the application and development trend of MIKE21 hydrodynamic model. Keywords MIKE21 Hydrodynamic Model, River Flood, Flood Evolution in Flood Storage Area, Urban Waterlogging, Water Conservancy Construction MIKE21水动力学模型应用研究进展 罗庆，刘丽红，王雨蒙 安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南 收稿日期：2020年7月15日；录用日期：2020年8月4日；发布日期：2020年8月11日 摘要 MIKE21水动力学模型是研究地表水流运动的可靠手段和重要依据，模型关于平面二维水流的模拟，对

基于CFD的船舶水动力分析

基于CFD 的船舶水动力分析 1引言 近年来，随着计算机技术和计算技术的突飞猛进，计算流体力学（CFD ）也得到了长足的发展。基于CFD 软件船舶水动力学方面的数值模拟，因为具有费用低、无触点流场测量、无比尺效应、能消除物模中由传感器尺寸及模型变形等因素对流场的影响、可获得较为详细的流场信息等优点而广受关注，应用范围越来越广。 船舶 CFD 是伴随着电子计算机的高速发展，与船舶流体力学相结合的数值模拟产物。船舶CFD 的应用能提高设计质量、缩短设计周期、降低设计成本，因而得到了普遍的重视，是国际船舶界十分活跃的前沿研究课题。计算流体力学在船舶流体力学领域中应用的地位正在不断上升，作用正日益增大。船舶 CFD 技术的长远目标，是代替船模试验，为船舶水动力性能设计提供一个全雷诺数的数值模拟工具。它不仅可以预报各类船舶在静水中航行时的阻力，以及与推进装置结合起来的推进性能，它还可以根据风、浪、流等环境载荷，预报实尺度船舶在海浪上的航行性能，包括快速性与波浪失速。随着计算机与信息处理技术的发展、湍流理论的突破及非线性波浪数值模拟技术的进展，这个现今还只是梦想的目标相信会在不远的将来得以实现。 2 计算模型及数值模拟 2.1数值模拟设计 纯纵荡运动是平面运动机构(PMM)可以实现的典型运动方式之一。如图1所示，纯纵荡水池中船模沿水池中心线匀速运动的同时，叠加一个纵向位移。，相应的t Z Z ωωνcos '0==。由于船模的中心线始终和船池中心线平行，即首向不变，则φ=ψ=r=0。 如图2所示，若将试验中的船模看作是静止的，则作用于船模上的水流可以沿船模X 方向的水流Fx ，速度大小随时间呈正弦(或余弦)变化，为t Z ωωνc o s 0= 。通过模拟两个方向上的水流分量，可以求得船模在做纯纵荡运动时的纵向受力Z 和力矩N 。经公式(1)(2)可以求得位置导数。 2.2数值模拟的实现 2.3数值的提取和处理 3算例 3.1舰模参数和计算与生成 3.2网格生成和边界条件 3.3计算结果 3.4数值的提取和水动力导数计算